Immédiatement après avoir obtenu son diplôme, Moscati rejoint le personnel de l’Ospedale degli Incurabili, devenant finalement administrateur. Pendant cette période, il a continué à étudier, menant des recherches médicales lorsqu’il ne remplissait pas ses fonctions à l’hôpital. Déjà reconnu pour son engagement dans ses fonctions, il obtint une reconnaissance supplémentaire pour ses actions à la suite de l’éruption du Vésuve le 8 avril 1906. L’un des hôpitaux dont Moscati était responsable, à Torre del Greco, était situé à quelques kilomètres du cratère du volcan. La plupart des patients étaient des personnes âgées et beaucoup étaient paralysés. Moscati a supervisé l’évacuation du bâtiment, les faisant tous sortir juste avant que le toit ne s’effondre à cause des cendres. Il envoya une lettre au directeur général du service hospitalier napolitain, insistant pour remercier ceux qui avaient aidé à l’évacuation, sans toutefois mentionner son propre nom.
Lorsque le choléra éclata à Naples en 1911, Moscati fut chargé par le gouvernement civique d’effectuer des inspections de santé publique, et de rechercher à la fois les origines de la maladie et les meilleurs moyens de l’éradiquer. Il s’y emploie rapidement et présente ses suggestions aux responsables de la ville. À sa grande satisfaction, la plupart de ses idées sont mises en pratique au moment de sa mort. Toujours en 1911, Moscati est devenu membre de l’Académie royale de médecine chirurgicale, et a reçu son doctorat en chimie physiologique.
En plus de son travail de chercheur et de médecin, Moscati était chargé de superviser les directions de l’Institut local d’anatomie pathologique. Dans la salle d’autopsie de l’institut, il a placé un crucifix portant l’inscription du chapitre 13, verset 14 du livre d’Osée, Ero mors tua, o mors (O mort, je serai ta mort). La mère du médecin est morte du diabète en 1914 ; en conséquence, Moscati est devenu l’un des premiers médecins napolitains à expérimenter l’insuline dans son traitement de la maladie.
Pendant la Première Guerre mondiale, Moscati a essayé de s’enrôler dans les forces armées, mais a été rejeté ; les autorités militaires ont estimé qu’il pouvait mieux servir le pays en traitant les blessés. Son hôpital fut pris en charge par l’armée, et il visita lui-même près de 3 000 soldats. En 1919, il est nommé directeur de l’une des écoles masculines locales ; il continue également à enseigner. En 1922, Moscati obtient une libera docenza en médecine clinique, ce qui lui permet d’enseigner dans les instituts d’enseignement supérieur.